Coilcraft 부품 납땜에 적합한 플럭스 선택하기

이론상, 납땜 플럭스는 납땜할 표면에서 모든 산화물을 제거하고, 필요한 곳에 땜납이 흘러 들어가도록 하여 땜납 접합부를 견고하게 만드는 역할을 합니다. 이 애플리케이션 노트에서는 Coilcraft 부품을 납땜하는 데 적합한 플럭스 선택에 대해 논의합니다. 납땜 플럭스는 다양한 화학적 조성과 활성 수준으로 시판됩니다. 플럭스 기술에는 보통 고고형분(high solid), 부식성, 저고형분(low solid), 약활성, 수용성, 활성, 활성 합성물, R(로진), RA(활성 로진), RMA(약활성 로진), 무세척 등의 용어가 사용됩니다. 전자업계 내부에서는 위와 같은 용어가 사용되고 있지만, IPC J-STD-004 표준에서는 플럭스를 로진(RO), 수지(RE), 유기계(OR), 무기계(IN)의 네 가지 조성 유형으로 분류합니다. 또한, 각각의 조성 유형에 낮음, 중간 높음의 플럭스/플럭스 잔류물 활성도가 적용될 수 있습니다. 이 표준에서는 중량당 할로겐화물의 비율로 범주를 한층 더 세분합니다. 플럭스 고체에서 중량당 0.05% 미만의 할로겐화물이 측정되는 경우, 무할로겐 제품으로 간주됩니다.

이 표준의 표 1-1에 가능한 여러 조합이 나와 있습니다. http://www.ipc.org/toc/ipc-j-std-004b.pdf

플럭스가 납땜 공정에 유용하다는 사실은 명확하지만, 어떤 제품을 선택해야 하는지는 분명하지 않습니다. 인덕터와 트랜스포머에 사용하기에 적합한 납땜 플럭스를 선택하는 데에는 고려할 사항이 많습니다. 예를 들면, 다음과 같은 고려 사항이 있습니다(이에 한정되지 않음).

• 인덕터 또는 트랜스포머의 단말 처리 소재
• PCB 및 부품 단말의 오염도/청결도
• PCB 패드/홀 소재
• 땜납의 합금 비율 및 형상(실납, 바, 페이스트) • 코일 와이어 규격
• 패키지 형태(예: 개방, 부분 밀봉, 몰딩, 밀봉)
• 공정 옵션(플럭스 용탕, 물 세척, 무세척 등)
• 부품의 수지 도포(potting) 여부
• 할로겐 관련 규정 준수가 필요한지 여부

Coilcraft는 광범위한 규격의 권선 부품을 제조합니다. PCB 납땜 및 세척 공정 도중, 플럭스가 모세관 현상에 의해 권선 안쪽으로 스며들어 갇힐 수 있습니다. 또한, 세척 과정에서 플럭스 잔류물이 권선 안쪽으로 더 깊이 들어갈 수 있습니다. 당사 칩 인덕터와 공통 모드 초크에 사용되는 와이어 규격은 와이어나 절연재를 손상시킬 정도로 다량의 산성 플럭스 잔류물이 유입되지 않도록 설계되었습니다. 대부분의 경우, 손상은 외관상 녹색 또는 갈색인 부식의 형태로 나타납니다. 손상은 공정 직후에 발견되거나, 또는 나타나는 데 시간이 걸릴 수 있습니다. 더 큰 규격의 와이어가 사용되는 부품은 부식 결과가 나타나는 데 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다. 와이어 절연재의 손상은 육안으로 감지하기 어려울 수 있습니다. 따라서, 플럭스 잔류물을 완전히 제거하는 것이 바람직합니다.

플럭스는 표면 산화층을 제거하며 납땜 접합부가 깔끔하게 보이도록 하는 역할을 하지만, 너무 부식성이 강하면 부품을 손상시킬 수 있습니다. 부식성이 가장 적으면서 신뢰성 높은 납땜 연결이 가능한 플럭스 조성이 최선의 선택입니다. 단말부/랜드 패드/납땜 비아(via)가 구리이거나 은 함량이 높다면, 공기나 수분에 노출되어 변색되거나 산화될 수 있습니다. 그럴 경우, 부식성이 약 이상인 고활성 플럭스를 고려할 수 있습니다. 하지만, 위에 설명한 것처럼 플럭스 또는 남은 플럭스 잔류물이 인덕터와 트랜스포머에 사용되는 세선을 손상시킬 수 있습니다. 따라서, 일반적으로 세선 부품을 납땜할 때는 부식성 플럭스를 피해야 합니다.

수용성 플럭스에 사용되는 활성제는 일반적으로 흡습성(공기에서 수분 흡수)이며, 완전히 닦아내지 않으면 와이어, 절연재, 연결부를 침습할 수 있습니다. 활성제는 높은 온도에서 활성이 더 증가합니다. 이러한 이유로, 세선 부품에 수용성 플럭스를 사용하는 것은 우려할 사항입니다.

컨포멀 코팅을 적용할 보드라면, 선택한 플럭스의 호환성을 테스트하여 코팅이 올바르게 접착되는지 확인해야 합니다. 일부 컨포멀 코팅 업체는 테스트 서비스를 제공하기도 합니다.

IPC 미러 테스트와 같은 환경 테스트로 일반적인 부식 결과를 판단할 수도 있지만, 이러한 테스트는 노출 후 24시간 후에만 실행됩니다. Coilcraft는 최종 사용 용도에 적합한 환경 노출 테스트를 통해 플럭스, 땜납, 모든 세척 공정을 검증하여, 부품이 소재나 공정에 영향을 받지 않음을 확인하도록 권장합니다.

플럭스와 세선 부품에 대한 일반적인 설명은 플럭스 활성 수준의 다양성, 부품 패키지 형태, 부품에 사용되는 다양한 와이어 규격, PCB 가공용 화학물질 및 변수 등으로 인해 필연적으로 모호할 수밖에 없습니다. 따라서, 문서 1248-2(15.01.05 개정) 모든 용도에 범용적인 플럭스 유형을 권고하는 것은 바람직하지 않으며, Coilcraft는 특정 플럭스를 권장하지 않습니다.
 

PCB 세척 및 Coilcraft 부품

Coilcraft 제품은 광범위한 상용 세척 시스템과 호환됩니다. 세척 시스템을 사용하는 당사 고객 대부분은 아무런 문제를 겪지 않고 있습니다.

하지만, 세척 시스템에는 압력, 온도, 사이클 횟수, 세척 용매 등 다양한 변수가 작용합니다. 세척 용매에는 중화제, 계면활성제, 비누화제, 가소제, 소포제 등이 포함될 수 있습니다. 세척 작업에는 수많은 변수가 존재하므로, Coilcraft에서 세척 시스템을 사용하여 테스트를 실행하는 것은 현실적이지 못합니다. 따라서, Coilcraft는 세척 시스템과 관련하여 테스트를 실행하거나 권장안을 제시하지 않습니다.

Coilcraft가 다음 사양에 따라 용매에 대한 저항성을 테스트하기는 하지만, 이 테스트를 플럭스 선택 기준으로 사용하지 않아야 합니다.
 

용매 저항성

사양

외관상 변화가 발생하거나 마킹이 소멸되지 않아야 합니다.

테스트 방식/조건

인덕터는 물 또는 알코올에 6분까지 견딜 수 있어야 합니다.

참조 자료:

Coilcraft 부품 납땜 http://www.coilcraft.com/soldering.cfm